Análise da irradiância ultravioleta eritematosa sobre a região de São Paulo

 

Autor: 
Kátia Mendes Barros
Informações Gerais
Departamento: 
meteorologia
tipo: 
Mestrado
Data da Defesa: 
2016
Palavras-chave: 
Radiação ultravioleta; coluna total de ozônio; aerossóis; nuvens; Sensoriamento remoto; Transferência radiativa.
Orientadores
Orientador: 
Márcia Akemi Yamasoe

A radiação ultravioleta que atinge o topo da atmosfera sofre diversos mecanismos de atenuação na atmosfera até chegar à superfície. Os fatores que têm maior influência sobre esta são a posição geográfica, altitude, presença de aerossóis, nuvens, quantidade de ozônio e albedo da superfície. Diversos estudos tem tentado quantificar a participação de um ou mais atenuadores nesta região espectral. Este trabalho apresenta os resultados da análise da influência de nuvens, aerossóis e da coluna total de ozônio, bem como efeitos de suas variações sobre a radiação ultravioleta eritematosa (UVE) na região metropolitana de São Paulo (RMSP), através de comparações de dados medidos por 2 biômetros UV e UVB-501 com simulações numéricas realizadas com o código de transferência radiativa LibRadtran. Dados do sensor Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) abordo dos satélites Nimbus 7, Meteor 3 e Earth Probe e do sensor Ozone Monitoring Instrument (OMI) abordo do satélite Aura foram utilizados para o estudo da climatologia da coluna total de ozônio (TOC) na RMSP. Valores da profundidade óptica do aerossol (AOD) em 550 nm foram calculados a partir de medidas do instrumento CIMEL da rede AERONET, e então selecionados alguns dias de céu sem nuvens para o estudo de três modelos ópticos de aerossol em função do albedo simples em 550 nm, definidos como mais espalhador (ω0550nm=0,96), moderadamente absorvedor (ω0550nm=0,85) e mais absorvedor (ω0550nm=0,76). Foram geradas também simulações de irradiância incidente em superfície no espectro solar total (G) a fim de comparar com os dados do piranômetro CM21. O modelo mais absorvedor foi o que melhor representou a atmosfera tanto no UVE como no G. Para o estudo da variação da TOC e dias com nuvens foi utilizado o modelo moderadamente absorvedor. Variando-se a TOC em ±10% observa-se que a alteração na simulação de UVE é maior do que 10%. Para os dias de nuvem, foi utilizada uma concentração de fundo de aerossol (AOD550nm=0,15) além dos dados de raio efetivo (Reff) e conteúdo integrado de água líquida/gelo (LWC) do produto 2B-CWC-RO do satélite CloudSat. Devido ao fato de a passagem do satélite ser pontual e as nuvens apresentarem alta variabilidade temporal, os modelos não representaram bem as medições, chegando a superestimar em 185% em um dia com nuvens de gelo. Ao fazer extrapolações nos valores de LWC, porém, foi possível diminuir essa superestimativa para 24% na média. Por fim foram gerados modelos empíricos da dose diária e horária de UVE para a RMSP, além de uma análise individual de cada atenuador em relação à UVE e G, mostrando que além da sazonalidade, as nuvens são o grande responsável pela variação da UVE na RMSP. 

AnexoTamanho
d_katia_m_barros_corrigida.pdf3.23 MB